พรุ่งนี้ (7 ต.ค. 66) เวลา 08.36 น. (ตามเวลาประเทศไทย) “THEOS-2” ดาวเทียมสำรวจโลก เตรียมขึ้นสู่วงโคจร ซึ่งการที่ดาวเทียมโคจรอยู่ในห้วงอวกาศจะต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่โหดร้ายและมีความแตกต่างของอุณหภูมิเป็นอย่างมาก ดังนั้น Thai PBS Sci & Tech ขอพาไปรู้จัก “ฉนวนกันความร้อน” ซึ่งเป็นเกราะป้องกันความร้อนหรือความเย็นที่มากเกินไป จนอาจทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในดาวเทียมเกิดเสียหายได้

“THEOS-2” ดาวเทียมสำรวจโลก.jpg

“ฉนวนกันความร้อน” สำคัญกับดาวเทียมอย่างไร ?

ทั้งนี้ “ดาวเทียม” จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นมากเมื่อสัมผัสแสงแดดโดยตรง และอุณหภูมิจะต่ำมากเมื่อแสงแดดถูกบดบัง ดังนั้น “ดาวเทียม” จำเป็นต้องมีระบบควบคุมอุณหภูมิและระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ เพื่อป้องกันความร้อนหรือความเย็นที่มากเกินไปซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายในดาวเทียม เช่นเดียวกับ THEOS-2 ที่จำเป็นต้องอาศัยตัวช่วยนี้เช่นกัน

สำหรับวัสดุสีทองห่อหุ้มตัวดาวเทียม THEOS-2 คือ “ฉนวนกันความร้อน” MLI (Multi-layer insulation) ทำหน้าที่รักษาอุณหภูมิภายในตัวดาวเทียม ไม่ให้สูญเสียความร้อนจากการแผ่รังสีความร้อน เมื่อเข้าสู่ช่วงเงามืดในอวกาศ MLI เป็นฉนวนกันความร้อนที่ประกอบด้วยวัสดุแผ่นบาง ๆ เรียงสลับชั้นกันระหว่าง “ไมลา” (Mylar) หรือ “แคปตอน” (Kapton) ที่เคลือบด้วยชั้นโลหะ เช่นเงินหรืออะลูมิเนียมมีความบางระดับไมครอนทั้งสองด้านสลับชั้นกับ ดาครอน (Dacron) มีลักษณะเป็นตาข่ายสีขาว และเรียงสลับชั้นกันจนได้ค่าคุณสมบัติตามต้องการ ซึ่งมีใช้ตั้งแต่ 10 ชั้น ไปจนถึง 40 ชั้น ตามแต่ภารกิจ

นอกจากนี้ที่ผิวด้านนอกสุดของแคปตอนที่จะต้องสัมผัสกับอวกาศ จะโดนเคลือบด้วยซิลิกอนออกไซด์ (Silicon Oxide) เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน (Oxidation) ทำให้ผิวของฉนวนกันความร้อน MLI เป็นสีทอง จึงทำให้เราคุ้นตากับภาพที่เห็นดาวเทียมหรือยานอวกาศที่ปรากฏเป็นสีทองเพราะโดนห่อหุ้มด้วย MLI นั่นเอง ด้วยคุณสมบัติของ MLI ทำให้มันเป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพในการกันความร้อนและรั่วไหลของความร้อน MLI ยังมีประโยชน์อีกมากดังต่อไปนี้

รู้จัก 5 ประโยชน์ “MLI”

1. การกันความร้อน :
หน้าที่หลักของ MLI คือการลดการสูญเสียความร้อน โดยรักษาความคงที่ของอุณหภูมิภายในโครงสร้าง ยานอวกาศหรือดาวเทียมในสภาวะความเย็นหรือความร้อนสูง อีกทั้ง MLI มีพื้นผิวที่สะท้อนแสงและกันความร้อนได้เป็นอย่างดี ทำให้ความร้อนจากสิ่งแวดล้อมภายนอกที่มีอุณหภูมิสูงไม่สามารถเข้าสู่ระหว่างชั้นของ MLI ได้

2. การลดน้ำหนัก :
MLI เป็นวัสดุที่เบาและบาง มีน้ำหนักต่ำ ซึ่งเป็นจุดเด่นที่สำคัญในการประยุกต์ใช้กับภารกิจต่างๆบนอวกาศ เนื่องจากการลดน้ำหนักสามารถลดค่าของการส่งจรวดและใช้น้ำเชื้อเพื่อลดต้นทุนการส่ง

3. การควบคุมอุณหภูมิ :
MLI ช่วยในการควบคุมอุณหภูมิภายในโครงสร้างยานอวกาศหรือดาวเทียม โดยป้องกันการสูญเสียความร้อน ซึ่งช่วยให้สามารถรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนที่ต้องการ.

4. การป้องกันรั่วไหล :
MLI ช่วยในการป้องกันการรั่วไหลของความร้อนจากภายนอกเข้าสู่โครงสร้างยานอวกาศหรือดาวเทียม โดยรวมความกันความร้อนและป้องกันการรั่วไหลของอากาศหรือก๊าซ

5. ความคงที่และความทนทาน :
MLI มักถูกออกแบบให้มีความทนทานต่อเงื่อนไขสภาพในอวกาศที่โหดร้าย รวมถึงความคงที่ต่อการกระทำจากแรงกดที่สูงและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

ปัจจุบันมีการใช้งาน MLI หลากหลายรูปแบบในอุตสาหกรรมอวกาศ ยานยนต์อวกาศ และการขนส่งทางอวกาศ อีกทั้งยังใช้ในอุตสาหกรรมบนโลกที่เกี่ยวข้องกับการส่งสินค้าที่มีอุณหภูมิระหว่างแหล่งที่มาและปลายทางแตกต่างกัน นอกจากนี้ยังมีการใช้ MLI ในงานที่ต้องการควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวด เช่น ในห้องทดลองการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับความเย็นและความร้อน

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ ThaiPBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : GISTDA สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน)

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

รู้จัก “ฉนวนกันความร้อน” ดาวเทียม “THEOS-2” เกราะป้องกันความร้อน-เย็นที่มากเกินไป